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分类号：140．5020 分类号：140．5020 密级： 天津理工大学研究生学位论文 ZnO纳米棒复合阻变存储器 工作机制研究 (申请硕士学位) 学科专业：凝聚态物理 研究方向：阻变存储器件 作者姓名：王雪亮 指导教师：李岚研究员 徐建萍副教授 2015年6月 万方数据 IIIll IIIll I I II II llll l lll IIl Y2774685 Thesis Submitted to Tianjin University of Technology for the Master’S Degree The Mechanism Investigation of ZnO Nanorods—-based Resistive Memory Device By Xueliang Wang Supervisor Lan Li Jianping Xu June，2015 万方数据 独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 墨盗墨墨盘至 或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：i寓阮 签字日期：弘J罗年 6月／口日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盖盗堡兰太至有关保留、使用学位论文 的规定。特授权墨盗墨兰盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编， 以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子 文件。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：i园花 导师签名：乞爹∥笼 签字日期：冽鲆占月／口日 签字日期：少声年6月／口日 万方数据 摘要ZnO纳米棒具有宽禁带、易于制备合成和优秀的光学性能等优点，在电子和光电子 摘要 ZnO纳米棒具有宽禁带、易于制备合成和优秀的光学性能等优点，在电子和光电子 器件领域有着很好的应用价值。由于载流子在两个维度上受限，ZnO纳米棒更有利于电 子在一个维度上形成定向的导电通道。近年来，基于ZnO纳米棒的阻变存储器逐渐被 报道，但是器件的参数尚有差距，器件的工作机理也还有争论。本论文开展ZnO纳米 棒阻变存储器件的制备、表面改性等实验研究，在此基础上对器件结构和工作机理方面 进行了分析讨论。具体开展了以下工作： l在不同的生长温度下以化学浴沉积技术制备了不同直径的ZnO纳米棒阵列，并制 备了结构为ITO／ZnONRs／A1的存储器件。借助I．V曲线和荧光光谱分析了器件的电流 传导机制和阻变机制，发现器件在不同的电阻态下分别属于欧姆传导和空间电荷限制电 流(SCLC)传导机制，正向电场作用下纳米棒表面耗尽区的氧空位v抖密度增大，完善 了电子传输的导电细丝通道，器件实现了由高阻态向低阻态的转变；反向电压下，导电 通道断裂，器件重新获得了高阻态。 2将热注入法得到的PbS量子点旋涂在高密度ZnO纳米棒阵列顶端形成ZnO／PbS 异质结。相比于单层ZnO纳米棒的存储器件，复合薄膜器件的开关比提高了约20倍。 正向偏压下，氧空位在ZnO／PbS异质结的积累降低了接触面的势垒，与ZnO纳米棒表 面形成的导电细丝共同作用，器件由高阻态转变为低阻态；负向偏压下，积累在ZnO／PbS 异质结处的氧空位减少，导电细丝断裂，器件由低阻态转变回高阻态。 3在锥形ZnO纳米棒表面旋涂碳量子点构筑了复合薄膜电双稳器件，相比于单纯的 ZnO纳米棒的器件，开关比提高了大约100倍。C量子点修饰前后器件的CoV曲线的平 带电压漂移由0．2 V增加到了2．7 V，计算得到器件的陷阱密度从4．09×10lo cmo增大到 5．63×1011 cm一。分析认为碳量子点表面存在的多种官能团增加了器件对电子的俘获与限 制，提高了器件的高阻态阻值，从而器件的开关比获得提高。 关键词：ZnO纳米棒；PbS量子点：异质结；c量子点；表面修饰；阻变机制 万方数据 AbstractZnO Abstract ZnO nanorods have shown a significant value in electronic and optoelectronic devices due to its wide band gap，easy synthesis and excellent optical performance．It is considered that it is suitable for th